热工自动化改造技术

热工自动化改造技术

王生虎

王生虎

国网能源哈密煤电有限公司新疆哈密市839000

摘要：随着经济的发展以及科技的不断进步，电厂热工自动化技术获得了快速的完善与发展，随着生产技术要求的不断提高，电厂热工自动化技术的改造方向也朝着一体化、智能化，提高可靠性方面不断进步。本文将对电厂热工自动化改造技术措施进行分析探讨。

关键词：电厂；热工自动化；改造；技术

前言：热工自动化是一种自动化发电技术，也就是说不需要人工进行操作就可以进行发电，运用这项技术可以有效地节约人力资源、提高工作效率。应用热工自动化技术首先要严格仔细地检查设备，确保设备的状态正常，在工作时的各项指标是否能与作业要求相满足。我国热电厂使用计算机生产的时间为20世纪60年代，在后续发展过程中，国家投入了大量的精力一方面努力培养专业人员，另一方面加大了科研投入，我国计算机自动化的水平因此得到了提高。新世纪以后热电厂热工自动化中进行了DCSC系统技术的运用，全面性的改革了计算机系统，并且对自动化技术进行了系统改造，不仅降低了热电力的生产成本，还让计算机数据变得更加可靠、生产更加安全。

一、电厂热工自动化改造技术

电厂热工自动化技术是对电厂锅炉、汽轮发电机组及公共系统的自动控制技术的统称，保证设备的安全运行，确保设备机组能随着工况的改变自动调整。热工自动化系统主要是由执行设备、检测设备以及控制系统构成。

（一）DCS与DEH系统的一体化

作为独立的运行体系，DEH（数字电液控制系统）需要利用专用的装置以及DCS对自身的电子装置进行设置，可利用专业模件，如测速模件、伺服模件等，与DCS系统实现通讯，实现DEH的简化，从而减低投入成本。在电厂发展过程中，实现DCS和DEH硬件系统一体化，能在计算机的操作运行过程中、在人员培训过程中，减少操作人数，节约运行成本。

（二）炉膛监控系统（FSSS）

该监控系统是电厂自动控制系统与电机组保护系统的组成部分，主要作用在于保护火电厂锅炉炉膛的稳定安全工作。FSSS系统对煤燃烧器实现程序的控制和管理。该系统主要是对锅炉炉膛火焰进行监测，实现对油枪和磨煤机组的管理和控制，实现炉膛稳定、安全。FSSS系统主要分为完善型和简易型，包括磨煤机组控制、锅炉保护、分层火焰监测、煤燃烧管理等功能在内的为完善型的FSSS系统。如何安置FSSS系统对改造成果具有重要影响，如果是分立元件安装，FSSS则采用时间相对较久，FSSS的相关功能与DCS系统有机无缝连接。FSSS的关联设备，如煤油截止阀、火焰检测设备等，如果无法满足自动化技术的要求，也必须进行及时改造。事先要确保DCS系统具有功能拓展的能力。

（三）锅炉顺序控制系统

采用该系统后，系统内不同的动作都设置了安全联锁条件，联锁条件不满足，则将闭锁设备，避免出现失误操作，保护设备正常运转。部分电厂老机组改造顺序控制机组的能力较弱（常见的单元机组分为机组级、功能级和驱动级三个级别），可将其忽略，转而设计有齐全功能的驱动级或功能级的顺序控制。部分改造机组为实现自动调节，去除人工干预点，在改造时设计了以负荷变化为依据的中储式制粉系统或自动切煤/磨煤机组的直吹程序控制系统，也取得良好的效果。

（四）DCS应用于电气控制系统

近期的热工自动化改造技术研究都利用了厂用电源系统以及变压器、发电机，将电源控制、发电机解列、并列等电气系统项目纳入控制系统之中，提升了电厂锅炉以及汽轮组的自动控制水平。传统的控制形式是控制单机组，在控制台盘上设置开关按钮以及模拟仪表光字牌，直接导致锅炉、汽轮机与控制室DCS控制系统失去协调性，制约了自动化技术的快速发展。在电气控制系统中，DCS技术主要用在主厂房的用电系统和发电机系统内。

二、以现场总线为基础的电厂自动化系统

（一）构建电气自动化模式

电厂电气系统的自动安全装置以及继电保护设备利用现场总线技术以及微机化技术，是电厂综合自动功能实现的前提条件。21世纪初，电厂热工技术设备供应商推出了以网络通信为基础的发电厂电气自动系统，包括CSPA-2000系统、DCAP-4000系统，在云南宣威电厂、河南伊川电厂的运行中效果良好，当前电厂超过300MW的发电机机组均采用该技术。典型的系统接入DCS以及组网的模式如图1所示。

图1基于现场总线的火电厂自动化系统

（二）电气自动化系统完善措施

对于电厂热工自动化技术的应用，不同的厂家会利用不同的自动保护装置及微机保护装置。某电厂电气自动化系统通信接口如表1所示.

通常情况下，电厂自动装置以及电气保护装置会采用不同厂家设备，当前缺乏统一的自动化技术规约和标准，信息交换需要通过规约转化器实现。DCS系统技术改造的目的主要是提高DCS系统的可靠性、从电厂热工技术源头降低DCS系统故障产生频率，可在提高安全控制器水平、系统兼容性方面进行技术改造。

主要的技术改造措施包括：

（1）DCS控制系统在操作过程中主要的逻辑问题集中在ETS逻辑、磨煤机以及给水泵跳闸逻辑、MFT逻辑等相关设备上，一旦产生逻辑问题导致火电厂设备跳闸，将会对其他设备运行造成较大影响，必须注意及时调试。

（2）电厂热工自动化技术改造的关键在于自动化设备的质量。须在坚持质量可靠的前提下进行配件以及设备的选型、购买，通过公平、公正、公开的方式进行招标并选择成熟可靠的供应商，在进行招标前须制定技术规范书。电厂必须对DCS软、硬件质量进行严格把关。

结语：从自动化技术运行状况以及指标测试结果来分析，电厂热工机组经过DCS技术改造后，整个系统的功能指标均能实现预计的设计要求，符合电力行业规范标准。人机界面的画面监控、互动能力得到提高；自动化设备的安全联锁动作有效避免了操作人员的失误性操作；顺序控制系统按照时间以及固定顺序完成热力系统的自动动作，提高了工作效率；热工自动率达到95%，机组运行的重要热力参数能够保持在稳定数值内，整个系统的品质优于原有系统。

参考文献：

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